Question

【題目】小明每天關(guān)注著疫情的發(fā)展，在我國(guó)漸漸接近尾聲時(shí)，在國(guó)外突然傳來噩耗，在一些發(fā)達(dá)國(guó)家的疫情開始大爆發(fā)，小明就想，雖然還是發(fā)展中國(guó)家，但人民的團(tuán)結(jié)奮戰(zhàn)，很快抑制住了病毒的蔓延，而且我們國(guó)家用最少的損失、最短的時(shí)間來完成這項(xiàng)艱巨的任務(wù)，而人們經(jīng)常說的擁有高素質(zhì)人民發(fā)達(dá)國(guó)家，怎么也會(huì)讓病毒如果囂張地蔓延呢？小明越來越覺得祖國(guó)的強(qiáng)大，于是他又接著想看看我們的國(guó)家現(xiàn)在到底有多厲害，他從bilibili上 看到了智能機(jī)器人，對(duì)它產(chǎn)生了興趣，就去問物理老師，物理老師給了他如下關(guān)于智能機(jī)器人的信息：

某款機(jī)器人	鋰電池	電壓	24 V
		容量	10 A·h
	電動(dòng)機(jī)	額定電壓	24 V
		額定功率	120 W

智能機(jī)器人有相當(dāng)發(fā)達(dá)的“大腦”，具備形形色色的內(nèi)部信息傳感器和外部信息傳感器，如視覺、聽覺、 觸覺、嗅覺。此外，它還有效應(yīng)器，通過電動(dòng)機(jī)使手、腳、鼻子、觸角等動(dòng)起來。智能機(jī)器人能用人類語言同操作者對(duì)話，能調(diào)整自己的動(dòng)作以達(dá)到操作者所提出的全部要求。機(jī)器人往 往使用熔點(diǎn)為200 ℃的玻璃鋼作外殼，有著其他材質(zhì)不可替代的優(yōu)點(diǎn)。智能機(jī)器人的電源主要有鈉硫電池、鎳 鎘電池、鋰電池等。

隨著智能機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，它將走進(jìn)千家萬戶，服務(wù)人們的生活。

(1)鋰電池充電時(shí)的能量轉(zhuǎn)化形式為：電能轉(zhuǎn)化為_____能；

(2)關(guān)于智能機(jī)器人，下列說法中是正確的是_____；

A．智能機(jī)器人的效應(yīng)器通過電動(dòng)機(jī)使手、腳等動(dòng)起來時(shí)，是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能

B．溫度為200℃的玻璃鋼一定是液態(tài)

C．智能機(jī)器人通過嗅覺能聞到外界的各種氣味，說明分子在做無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)

D．智能機(jī)器人能與人語音對(duì)話，說明了電磁波能傳遞能量

(3)某智能機(jī)器人站著發(fā)射超聲波，經(jīng)過0.02s后收到障礙物的回波，則“小駿”與障礙物間的距離約為_____m。該智能機(jī)器人靠底座輪子驅(qū)動(dòng)，其驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的具體參數(shù)如表所示，若該智能機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)線圈電阻為0.2Ω，則電動(dòng)機(jī)正常工作下的發(fā)熱功率為_____W；（設(shè)超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s）

(4)若當(dāng)剩余電量減為電池容量的10%時(shí)，該智能機(jī)器人會(huì)主動(dòng)尋找充電器充電，則充滿電后至下一次自動(dòng)充電前，該智能機(jī)器人能夠連續(xù)正常工作的最長(zhǎng)時(shí)間為_____h。為確保該智能機(jī)器人能順利返回充電，假設(shè)需要充電時(shí)離充電器最遠(yuǎn)路程不能超過600m，則該智能機(jī)器人返回過程中受到的水平阻力為_____N。（剩余電池容量的40%用于提供克服阻力做功）。

Answer 1

【答案】化學(xué) C 3.4 5 1.8 57.6

【解析】

(1)[1]鋰電池充電時(shí)，消耗電能，產(chǎn)生化學(xué)能，將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。

(2)[2] A．智能機(jī)器人的效應(yīng)器通過電動(dòng)機(jī)使手、腳等動(dòng)起來時(shí)，是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，A錯(cuò)誤；

B．熔點(diǎn)為200℃的玻璃鋼可能為液態(tài)，也可能為固態(tài)，也可能為固液共存，故B錯(cuò)誤；

C．智能機(jī)器人通過嗅覺能聞到外界的各種氣味，說明分子在做無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，故C正確；

D．智能機(jī)器人能與人語音對(duì)話，說明了電磁波能傳遞信息，故D錯(cuò)誤；

故選A。

(3)[3]“小駿”與障礙物間的距離約為

s=vt= 340m/s×=3.4m

[4]電動(dòng)機(jī)正常工作下的電流為

I==5A

電動(dòng)機(jī)正常工作下的發(fā)熱功率為

P=I2R=(5A)2×0.2Ω=5W

(4)[5]機(jī)器人正常工作時(shí)的電流是5A，充滿電后的電池容量

Q1=10Ah

下一次自動(dòng)充電前的電池容量

Q2=ηQ1=10%×10Ah=1Ah

消耗的電池容量

Q=Q1-Q2=10Ah-1Ah=9Ah

連續(xù)正常工作的最長(zhǎng)時(shí)間

t==1.8h

[6]電池充滿電后儲(chǔ)存的電能為

W=UIt=24V×10A×3600s=8.64×105J

由題意可得，“小駿”返回過程中克服摩擦力做的功為

W返=40%W剩=40%×10%×W=40%×10%×8.64×105J=34560J

因?yàn)?/span>

W=Fs=fs

為確保能順利返回充電，假設(shè)需要充電時(shí)離充電器最遠(yuǎn)路程不能超過600m，返回過程中受到的水平阻力為

f==57.6N